Research Information System
17. Ulusal Kil Sempozyumu, Muğla, Turkey, 4 - 07 October 2017, pp.269-271
ÖZET: Polimetilmetakrilat (PMMA), boyutsal kararlılığı yüksek, çizilmelere karşı
dayanıklı, düşük dielektrik sabitli, optik geçirgen bir polimerdir. PMMA-Kil kompozitler,
düşük gaz geçirgenlikleri, termal mekanik ve elektrik özelliklerinden dolayı yoğun ilgi
görmektedir. PMMA’nın tabakalı yapılarla hazırlanmış nanokompozitleri, polimerizasyon
(Chen vd., 2014; Xie vd., 2003) eriyikten çekme (Kumar vd., 2003; Shen vd., 2004) ve
solüsyon karıştırma (Gao vd., Xu vd., 2009) gibi tekniklerle hazırlanır.
Bentonit, smektit grubu kildir. Tabakalar arası mesafe 1 nm civarında, uzunlukları ise
100-1000 nm arası değişebilir. Tabakalar arasındaki metal katyonlar (Na+ Ca+
, K+
, Mg+
) ile
alkil amonyum ve fosfonyum tuzları ile yer değiştirilerek tabakalar arası mesafe birkaç
nanometre boyutunda değiştirilebilir. Organokil olarak modifiye edilen yapılar ile polimerler
kolayca nanokompozit oluşturur ve birçok özellikleri istenen seviyede değiştirilir.
Bu çalışmada ise ham bentonit (Eczacıbaşı-Esan) ve Na- Bentonite (Imerys-Türkiye)
düşük katkı oranları ile PMMA yüklemeleri yapılarak kompozitler elde edilmiştir. Burada
hedeflenen ürün, kile göre düşük dielektrik sabitli termal dayanımı yüksek malzeme
olacaktır. Farklı kütlelerde hazırlanan PMMA (25, 50, 75, ,100 ve 150 mg), 30 ml
Kloroformda (Merck) çözülerek, üzerine 20 ml kloroform içerisindeki 1 g bentonit
süspansiyonu eklendi. Solüsyon karıştırma tekniği ile her bir süspansiyon, mekanik
karıştırıcıda 30 dakika (200 rpm) karıştırıldı. Elde edilen PMMA-Kil karışımları filtreden
süzülüp, katı kısım oda sıcaklığında kurutularak vakum da bekletildi. Elde edilen örneklerden
200 mg alınarak preste 6 ton basınçla 13 mm çaplı pelletler hazırlandı.
Hazırlanan örneklerin yapısal analizleri (Infrared spektroskopi (Perkin Elmer
Spectrum 2), XRD (Bruker D8 Discover 2.2kW Cu-X) analizi) ve dielektrik ölçümleri
NovoControl Concept 50 dielektrik spektrometre yardımıyla 1Hz-10 MHz frekans aralığında
gerçekleştirilmiştir.
Dielektrik ölçümler, Düşük frekans bölgesinde (< 1 kHz) bentonitin karakteristik
dielektrik davranışı olan yüksek reel permitivite değerleri gözlenmiştir. Polimer yüklenmesi
ile dielektrik sabitlerde ham bentonit değerlerine göre oldukça yüksek düşüşler gözlenmiştir.
Bu frekans bölgesinde elektrot polarizasyonunun arttıran hidroksil gruplarının dipol
yönelimleri PMMA zincirleri ile sınırlandırılmıştır. Kayıp faktörü (tan) incelendiğinde,
polimer katkılama ile kayıp faktöründe düşüşler gözlenmiştir. Relaksasyon frekansları
incelendiğinde, ham bentonitte frekans kaymaları Na bentonite göre daha yüksek oranda
gözlenmiştir. Infrared ve XRD analizleri ile PMMA katkılama oranın artmasıyla
etkileşmenin arttığı gözlenmiştir.